Robert Boyle kimyayı, batağa saplanmış simya ve mistisizmden, ölçülebilir bir alana dönüştürerek sağlam bir bilimsel temel üzerine oturttu. Elementler, bileşikler ve karışımları tanımladı ve birkaç güçlü katkıda bulunduğu yeni bir “kimyasal analiz” kavramını geliştirdi. Boyle Yasasını keşfetti – gaz kanunlarının ilki – Bir gazın basıncını kendi hacmiyle ilişkilendirdi; Vakum altında sesin değil fakat elektrik kuvvetlerinin iletildiğini tespit etmiştir. Ayrıca parçacık hareketinin ısıdan da sorumlu olduğunu belirtti. Diğer bilim insanları için güvenilir, tekrarlanabilir sonuçlar elde etmenin önemini anlatan, özel deneysel rehberlik ile ilgilenen ilk kişi oldu.
Robert Boyle, 25 Ocak 1627’de İrlanda’nın küçük kasabası Lismore da bulunan Lismore Kalesinde, aristokrat bir ailenin çocuğu olarak dünyaya geldi. Babası, 1588 yılında İngiltere’den iyi bir miktar para ile gelen Richard Boyle idi. İyi bir evlilik yaparak ve yüksek derecede iş anlayışı sayesinde oldukça zengin oldu ve büyük ölçekli bir arazi sahibi haline geldi. Toprak mülkiyeti ile birlikte “Mantar Kontu” soylu ünvanını aldı. Satın aldığı araziye, aynı zamanda İrlanda Kraliçesi olan İngiltere Kraliçesi 1. Elizabeth’in ordusundaki isyankar İrlandalı soylu ve halk tarafından el konuldu. Robert’ın annesi Catherine Fenton, İrlanda’da zengin bir İngiliz ailede dünyaya geldi. Babası İrlanda’da Dışişleri Bakanı oldu. Robert, ailesinin on dördüncü çocuğuydu. Çocukluk yıllarında fakir bir İrlandalı ailenin yanına gönderildi. Babası, onları sertleştirdiğine inanarak çocuklarının ilk yıllarını bu şekilde geçirmelerini tercih etmiştir. Bu sefer Robert kekeme oldu.Robert annesini henüz iki yaşındayken kaybetti ve onu hiç tanımıyordu. Annesinin ölümünden bir süre sonra, Fransızca ve Latince dersi aldığı ailenin evine döndü. Özellikle Fransızca öğrenmekten hoşlanırdı.
Robert sekiz yaşındayken, İngiltere’nin en prestijli özel okuluna, Eton Kolejine gönderildi; Orada üç yıl geçirdi. 12 yaşındayken ağabeyi Francis ve bir öğretmenle birlikte uzun bir Avrupa turnesine çıkmıştır. Bu ‘Büyük Tur’ çoğu zengin insanın eğitiminin geleneksel bir parçasıydı ve çoğu kez İtalya ve Yunanistan da ki klasik yerlerin ziyaretlerini içerirdi. Aslında Robert zamanının çoğunu İsviçre’nin Cenevre kentinde geçirirdi. 14 yaşındayken, Galileo Galilei’nin hareketi açıklamak için matematiğini nasıl kullandığını öğrenmek için İtalya’ya gitti. Robert bundan heyecan duydu ve Galileo’nun çalışmasını, muhtemelen kaçak olarak İsviçre’de öğrenmeye başladı, çünkü İtalya’da yasaklanmıştı. Robert büyük İtalyan kenti Floransa’ya geldiğinde Galileo hayatının son yılındaydı. Galileo, ev hapsinde Floransa’ya yakın bir yerde yaşıyordu ve Robert Floransa’ya gitmekteyken öldü. Robert, Galileo ve Nicolaus Copernicus tarafından desteklenen, dünya ve diğer gezegenlerin güneş etrafında döndüğünü görüşüne olumlu bakıyordu.
Genç Robert, Galileo nun matematik, çevremizdeki dünyanın dilidir inancı tarafından büyülenmişti. Gezegenlerin ve sarkaçların davranışı ve müzik ve mekaniğin temelleri, matematik kullanılarak tamamen anlaşılabilir.Robert kendi ‘Büyük Tur’ undayken babası öldü. Ona İngiltere’nin Stalbridge kasabası yakınlarında geniş bir kır evi ve İrlanda’da büyük mülkler bıraktı.1644’te 17 yaşındayken Robert, İngiltere’ye geri döndü ve ablası Katherine ile Londra’da birkaç ay kaldı. Daha sonra Stalbridge kır evine taşındı. Parlamento ve Kral arasındaki iktidar mücadelesinin neden olduğu bir iç savaşın ortasında kalmış 1664 İngilteresinde, işler çok kolay değildi.
Batıl İnançlı Bir Simyacı
Robert Boyle’ın savaşa katılma niyeti yoktu. Savaşan taraflardan hiçbirinin onu bir düşman olarak görememesi için temkinli bir yaklaşım benimsedi. Askerlerin davranışlarını onaylamazdı. Dindar olan genç adam, askeri faaliyetlerde bulunmanın kendisini bozacağından endişe ediyordu.
Robert Boyle’ın babasından miras aldığı Stalbridge yakınlarındaki evi.
İngiltere’deki savaş patlak verdiğinde, Boyle, ahlakla alakalı ve Aretology başlıklı ilk kitabını yazmaktaydı. Giderek bilimsel deneyler yürütme ve bilimsel literatür eğitimiyle ilgilenmeye başladı. Deneysel bilime ve bilimsel fikir alışverişine adanmış bir grup olan ‘Felsefe Grubu’ ile toplantılar için Londra’ya seyahat etmeye başladığı zamanlarda, 1646/7 de bir laboratuvar kurdu. Zamanının birçok gelişmekte olan bilim adamı gibi, Robert Boyle da simyaya el attı. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, ‘kimya’ olarak tanımladığı Felsefe Taşını keşfetme girişimlerinde başarısız oldu.
“Görüyorum ki Felsefe Taşını bulmak için tasarlanmadım, ilk kimya girişimim konusunda çok şanssızım.” Robert Boyle 6 Mart 1647
Boyle olağanüstü batıl inançlı bir çağda yaşıyordu. Aydınlanma – aklın batıl inanç üzerindeki zaferi – 1700’lü yıllarda Avrupa’nın çoğunu dönüştürmeye başlayacak olan aydınlanma hala uzaktaydı. Boyle’un zamanında insanlar, (var olmayan) cadılar ve (çok gerçekçi) cadı avcıları korkusuyla yaşıyorlardı. 1644 ile 1647 yılları arasında Doğu İngiltere’de 300 den fazla kadın, kötü niyetli, kendi kendine seçilen Cadı Avcısı Generali Matthew Hopkins tarafından, sözde cadı oldukları “keşfedilerek” öldürüldü. İngiltere ayrıca giderek bağnaz bir hal aldı: Parlamento, 1647’de Noel kutlamasını yasakladı ve 1660 yılına kadar yasak kaldı. Boyle, 1652’de, 25 yaşında İrlanda’daki mülküne döndü. İki yıl orada kaldı, fakat bir bilim adamı olarak gelişmesinde olumsuz olarak gördüğü bir ortamda giderek mutsuz oldu. Ayrıca, ciddi bir hastalık geçirdi ve kalıcı olarak gözlerini etkiledi. Hayatının geri kalanında herhangi bir şey okumak acı verici derecede yavaş oldu ve onun için yazı yazmak üzere insanlara iş vermek zorunda kaldı.
Robert Boyle ın Bilime Katkısı
1654 ya da 1655 te, 27-28 yaşlarındayken, Boyle İngiltere’deki üniversite şehri Oxford’a taşındı. Orada, bilimsel olarak üretken bir ortam bulmayı umdu. Odalar kiralayıp bir laboratuvar kurdu. Üniversiteye resmen hiç katılmadı; O kadar zengindi ki deneysel çalışması için ne maaş ne de yatırıma ihtiyacı vardı.
1655’te genç bir üniversite öğrencisi olan Robert Hooke ile tanışma fırsatı buldu. Hooke’un mekanik ekipmanlarla olan olağanüstü yeteneklerinden dolayı Boyle, onu laboratuar asistanı olarak çalıştırmaya başlamıştı.
Boyle Kanunu
Otto von Guericke 1654’te vakum pompasını icat etmişti. Boyle bunu 1657’de öğrenmiş ve ilgisini çekmişti. Von Guericke’nin tasarımını geliştiren Hooke ile vakum pompası kavramını tartıştı. Boyle ve Hooke, Hooke’ un pompasımı kullanarak havanın ve vakumun özelliklerini araştıran deneyler gerçekleştirdi.
Boyle ve Hooke havayla deneyler yaparken Boyle Yasası olarak bilinen ilk keşiflerini yaptılar.. Tüpün içinde, sabit bir hava ağırlığı üzerindeki basıncı değiştirmek için cıva kullandılar. Boyle, hacim ile çarpılan basıncın sabit olduğunu keşfetti. Başka bir deyişle, bir gaz üzerindeki basıncı artırdığınızda, gaz hacmi tahmin edilebilir bir şekilde küçülür.
Bu, keşfedilen ilk gaz yasasıydı. Bir sonraki gaz kanunu olan Charles Yasası, yüz yıldan daha fazla süre sonra, 1787’de keşfedildi.
Boyle’ın gerçek deneysel sonuçlarının bir grafiği. Hacime karşı Basınç grafiği düz bir çizgi oluşturur. Grafikteki veriler Boyle’un eserinden alınmıştır: “A Defence of the Doctrine Touching the Spring And Weight of the Air”
Boyle bu sonucu 1662’de yayınladı. Bu yayınıyla kahramanı olan Galileo’yu ilk kez taklit etti. Galileo, dünyanın matematikle açıklanabileceğine sıkıca inandı – aslında Pisagor’un daha erken çağlarda yaptığı gibi. Boyle şimdi deneysel olarak havanın matematik yasalarını izlediğini göstermişti.
Hava ve Vakumun Özellikleri Üzerine Çalışmaları
Boyle, sesin bir vakumdan geçemediğini keşfetti. Bunu, 28 litrelik bir cam kavanozun içine yerleştirilmiş bir çan çalarak yaptı. Çan kavanozun dışındaki bir mıknatıs yardımı ile çalındı. Havayı kavanozdan dışarı pompaladıkça, çanın sesi gitgide daha da zayıflıyordu.
Vakum pompası yukarıda gösterilmektedir. Alt taraftaki kolu çevirerek, Boyle veya Hooke üstteki cam kavanozdan havayı pompalamayı başarmışlardır.
Açıkçası, bu deneyi gerçekleştirirken, Boyle ayrıca manyetik kuvvetlerin bir vakumdan geçebileceğini de göstermiş oldu – yoksa çan çalmazdı. O dönemde tam olarak takdir edilmemesine rağmen, bu aslında bilimde son derece önemli bir an idi. Boyle, fiziksel kuvvetlerin vakumdan geçebileceğini göstermişti.
Dahası, ışığın vakumdan geçebileceğini gösterdi, çünkü hava kavanozdan dışarı pompalandığında, kavanozdaki her şey mükemmel bir şekilde görünür kaldı.
Boyle, mum kullanarak vakumun yanmayı desteklemediğini gösterdi. Ayrıca, havanın yalnızca bir bölümünün yanmayı desteklediğini keşfetti – çok küçük bir parça düşündü. (Bu aşamada, havayı oluşturan unsurların hiçbiri keşfedilmedi. Oksijenin keşfi gelecek yüz yılda yatıyor.)
Boyle ayrıca daha önce 1644 yılında Evangelista Torricelli tarafından gösterilmesine rağmen havanın ağırlığının olduğunu da gösterdi – ve Empedokles tarafından 2.100 yıl önce Eski Yunan’da biliniyormuş gibi görünüyor.
Modern Kimyaya Kurucuları
Boyle’ın 1661 yılında yayımlanan “The ScepticalChemist” (Kuşkucu Kimyager) kitabı ile kimya alanına büyük katkılar sağlamıştır. Boyle simyanın içinde barındırdığı sırlardan kimya bilimini oluşturmaya başlamıştır ve simya ile uğraşanların birçoğunun olayların temel sebebini araştırmakla ilgilenmediklerini ileri sürmüştür. Boyle’ın hırsının temelinde Galileo’nun fikirlerini yeniden kimya kurallarına uygulamak vardı. Bu sayede dünyanın matematik ile anlaşılabileceğini düşünüyordu. Boyle kimyayı hesaplamalı bir bilime dönüştürmeyi istiyordu.
Elementler, Bileşikler ve Karışımlar
Galileo Aristotle’ın teorisini reddettiği gibi Boyle de Aristotle’in elementlerini reddediyordu. Aristotle’ın elementleri; toprak, su, hava ve ateş dir. Boyle aynı zamanda Paracelsus’un tuz, sülfür ve cıvanın prensiplerini de reddetmiştir. Boyle elementleri doğada yok olamayan basit maddeler olarak tanımlamıştır. Bileşikler elementlerin yeni maddelerle eşleşmesiyle üretilmiş olduğunu, karışımların ise bunun aksine yeni maddelerden oluşmadığını ifade etmiştir.
Maddelerin Temel Hali, Atomlar
Galileo ve Rene Descartes tüm maddelerin atomlardan oluştuğuna inanmışlardır fakat Descartes bunun geçersiz olabileceğini düşünüyordu. Boyle, kendi deneylerinden oluşturduğu fikirlere göre atomlar boşluğa (vakum) sahip olabileceğini öngördü. Bu sayede Democritus ile bu fikri geliştirmişlerdir. Boyle kimyada maddenin davranışlarının Galileo’nun matematiksel denklemlerini kullanarak atomların durumlarını açıklamakla mümkün olabileceğini ifade etmiştir. Boyle’nin çalışmalarının doğru olduğu ispatlanmıştır çünkü bugün biz kimyayı kuantum mekaniği ile matematiksel olarak anlayabiliyoruz. Boyle bir Simyacı gibi düşünerek bir elementin diğerine dönüşeceğini öngörmüştür. Ve Boyle elementleri oluşturan temel parçacıkların düzenlenmesi sayesinde bu fikrin başarılı olabileceğini düşünmüştür. Bu düşünce ilk kez Ernest Rutherford tarafından 1919 yılında azotu oksijene çevrilerek başarılı olmuştrur. Thomas Tomson’ın da söylediği gibi; Boyle den önceki kimyaya bakarsak, Boyle kimyayı yeniden inşaa etmiştir.
Isı, Mekanik Harekettir
Isı 1800 yıllarından önce yeterince anlaşılmamıştır. 1700 lerde caloric diye adlandırılan var olmayan bir maddenin davranışıyla ilişkilendirilmiştir. Boyle Galileo ve Descartes’in çalışmalarını takip ederek ısının parçacıkların hareketi ile ilişkili olduğuna inanmıştır. 1675 yılında Boyle parçacıkların hareketi ve sıcaklık arasındaki ilişkinin tanımını oldukça iyi bir şekilde yapmıştır.
Kişisel Ayrıntılar
Boyle oldukça zengin olmasına rağmen kendisi basit bir hayat sürerken başkalarına karşı oldukça cömertti. Deneyleri için fazla miktarda para harcamaktan mutluydu. Ve zengin olduğunu düşünmezse doğanın sırlarının bazılarını öğrenebileceğine inandı. 1660 yılında en eski bilim toplumlarında var olan Boyle Royal Society (Kraliyet Topluluğu)’nin kurucu üyesiydi. Bu topluluk deneysel çalışmalarla doğanın sırlarını öğrenmeye adamıştı kendilerini
1668 yılında Boyle 41 yaşındayken Oxford’u bırakıp Londra da yaşayan kız kardeşi Katherine’nin evine yerleşti. Bu sıra dışı zamanlarda 2 yıl önce şehrin nufüsunun yaklaşık çeyreği büyük patlamada ölmüştü ve kazanın yaşandığı şehrin merkezinde yaşayanların birçoğu büyük yangında evlerini kaybetti.
Katherine Londra toplumu ve kültürel sahnesinde önemli bir kişiydi. Boyle çok sosyal bir kişiydi ve hiçbir zaman evlenmedi. Yıllar geçtikçe laboratuvarlarına büyük misafirperverlikle binlerce insan almasına rağmen kendi başına sessizce çalışmayı tercih etti. Kız kardeşinin evinde bir laboratuvar kurduktan sonra bilimsel çalışmalarına devam etti. Bu zor değildi çünkü tıpkı Boyle gibi kız kardeşi Katherine da bir simyacıydı. 1670 yılında Boyle oldukça kötü bir felç geçirdi. 1680 yılında ise Royal Society’nin başkanı olarak seçildi. Fakat Boyle bu başkanlık teklifini reddetti. Robert Boyle, kız kardeşi Katherine’nin ölümünden bir hafta sonra, 31 Ocak 1691’de 64 yaşında felçten öldü.